中国芯片行业的现状如何?

GerrardTorres


中国虽有着全球最大的半导体市场,但国内的芯片设计的主流产品处于中低端,与国外差距巨大。据Gartner发布的数据,2017年全球半导体营收规模前十的企业中,排名第一的是韩国三星,市场占有率为16.4%,而美国多达5家,分别为英特尔、美光、高通、德州仪器、西部数据公司,为名副其实的芯片霸主,中国没有一家上榜。

我国有很多芯片制造的占有率为零,比如计算机系统中的MPU、存储设备中的DRAM等,由于国内的芯片需求量巨大,不得不依靠外部进口,进口额高居不下,已经超过了石油和大宗商品,成为我国第一大进口商品。据海关总署数据显示,2013年以来,集成电路年进口额便维持在2000亿美元以上,2017年达到2601亿美元。进出口贸易逆差也在不断扩大,2017年达到了近年来最高值1932亿美元,进口额高、贸易逆差大成为芯片产业难以撕掉的标签。

当前国产芯片产业的发展正成为中国制造的重中之重。中国作为全球最大制造国,对存储芯片、CPU、芯片制造等产业有各种不同的需求,可以先从芯片产业的低端发展,获得稳步后再向前发展,就如同手机行业一样,先从山寨机千元机发展起,到逐步实现高端品牌机的转型。目前芯片行业已经上升到国家战略高度,国家已明确提出到2020年,国产芯片自给率要达到50%。发展芯片产业需要坚持自主创新,在技术方面可以通过收购来获得一些基础技术,其他技术方面还是需要通过科技研发而获得核心技术。


天方燕谈


如果半导体芯片产业是一个层层迭迭的百层大楼,那么中国目前发展的最好的集中在最接近使用者的最低层(应用层)少数几层楼,越往上着墨则越少。 而这也是目前中国芯片产业链所面临的最大困境,底层的芯片应用虽然涵盖的消费体量大,但核心技术与专利都掌握在高层的手里,中国虽然就像孙悟空,在应用层面可以做出千奇百怪的变化,但不论怎么变,还是逃不出如来佛的手掌心。

简单描述半导体产业链大楼,从最高层开始是IP、IP库、设计工具、制造、材料,然后才是设计,以及最底层的芯片成品,这个大楼形状就像个金字塔,越上面的厂商越少,竞争越少,利润越庞大,而越下层的产品竞争越大,且脱离不了上层的压制。

中国半导体产业其实早有自己盖大楼的想法,而着手重点在于IP、制造,然后设计。在IP发展分为两个阶段,最早其实是想要从无到有自行发展,但后来汉芯、龙芯的成果众所周知,后来政府也放弃了推动完全自主开发,转而以策略合作和并购的方式来取得现有IP,比较出名的案例就是ARM和中国合资创立专对国内授权的企业,另外兆芯取得来自威盛的X86核心,而海光则是拿到来自AMD的X86架构。不过中国还是有些厂商成功打造完全自有的IP核心,比如说前几天被阿里巴巴买下来的中天微,但主要是针对嵌入式应用等场景。

制造方面其实与材料有一定的联动,这方面包括了像中芯这类的芯片代工事业,以及如上海新阳等制造硅晶圆的厂商。但这方面的发展同样一波多折,中芯在工艺发展方面屡屡遭遇困难,且工艺世代差距领导厂商三代以上,保守估计需要十年的时间才有机会追上一线大厂,这方面不是单纯资本的问题,而是技术难有积累和突破,芯片制造的工艺雕琢很多时候倚赖的是经验的积累与不断尝试错误、修正,并不是工序的简单复制就有办法达成,甚至不同环境也会影响到工艺的发展,比如说台积电曾经为了要把竹科的工厂的工序搬到南科,却遭遇挫折,良率无法有效提升,而后来才发现是因为南科的空气品质较差所导致。

另外代工厂的工作环境太苦,且需要长时间加班,而中国待遇更高的工作机会太多,比如说APP应用产业、新创媒体事业、高大上的还有BAT企业等,相较于言待遇不仅较好,工时也不会过度压榨到个人作息。

资本的投入虽可用来改善待遇、购买设备,但真正的技术积累无法用金钱买到,能得到如梁孟松之流的奇人相助则是机缘,如果当初台积电没有蔡力行之乱,梁孟松也不会辗转成为中芯人,过去中芯技术发展不算成功,产能和良率无法有效提升,因此即便是国内厂商的芯片代工订单,多半流到台积电、三星等外人手中,使得制造无法自主。而梁孟松能带给中芯多大的变革,也还有待观察,但至少方向对了,少走些冤枉路是可以预期的。

硅晶圆过去则是集中在日本以台湾厂商手中,但在张汝京的带动之下已经有相当明确的进展。硅晶圆最关键的技术在于加工时对材料的纯净以及表面加工处理工序和精度,这方面技术难度相对较低,因此发展虽较制造短,但已经有机会补上中国整个半导体产业供应链的一块传统缺口。

但是在设计方面,EDA工具的欠缺是中国芯片产业最难以突破的壁垒。目前设计工具供应商有Cadence、Synopsys、Mentor Graphics,除了Mentor Graphics因为被西门子收购而成为德商外,其余两家都是美商,且因为设计工具本身就是由庞大设计专利和IP库所组成,因此进入门槛极高,虽然除了这三大EDA工具厂商以外还有些第三方供应商,但是都难以对三巨头造成影响。中国若想要发展EDA工具,就必须先补齐专利与IP库,并且与主流芯片代工厂商有技术交流,而这个任务的难度恐怕比建立金字塔的其他部分难度都要更高。

好了,最后是最底层的设计和成品,众所周知,芯片设计就是使用EDA工具,在一大堆现成IP库凑成的蓝图中设计好属于自己的算法或逻辑核心,接着测试、制造,最后才是芯片成品,即便是中国最强大的AI芯片设计生态,也都避免不了这些流程。

中国早期也经历过如美国、台湾半导体产业发展那种打磨掉封装,仿制芯片布线的作法,甚至像汉芯,直接打磨掉购买自市场或者是二手回收的现成芯片LOGO,换个贴纸就变成自家产品。仿制的作法方面,早期结构比较简单的模拟与控制芯片很多都是通过这种方式设计出第一代产品,但通过这种仿造出来的成品效果通常其差无比,因此都只能低价抢市。而打磨LOGO通常都蒙混不了太久就会曝光,后来这种作法就几乎没有了。

在经历长久的发展之后,中国的芯片产业类型相当丰富,从电源器件、信号转换传输、感测、逻辑、存储等,都有不少厂商在耕耘,而部分如指纹识别、面板主控芯片、手机处理器等,在市场上都有相当出色的占有率表现,而近两年AI议题的火热,更是推动各种专有型、通用型AI 计算芯片如雨后春笋般不断冒出头来。

这些AI芯片可分为两种,一种是类似Google的TPU,是专注于数学计算强化的芯片,主要是大量的乘加器multiplier–accumulator (MAC),乘加器的结构大家都大同小异,配合少数数据交换与总线IP就能设计出芯片成品,这类产品的重点在于算法的效率表现上。

中国在算力核心、主控以及传感元件方面的相关设计、制造一直都相当活跃,问题在于,过去中国半导体产业的布局一般都没有太长远的规划,而且讲求速效,很难有跨度较长的计划,加上行业太过容易一窝蜂。比如说数年前手机、平板芯片企业的盛况亦不逊于现在 AI 生态的蓬勃发展,但能留存下来的厂商仅是少数中的少数。

而且,大家都争着发展最能争夺眼光的热点产品,反而一些非常基本的产品,如 ADC/DAC、LNA 及 SerDes 等外围器件都没有太多着墨,而即便是在 5G,大厂也是争着做最被注目的专利以及主控部分,PA 这种外围器件也都是想着能用外来的就用外来的,一来关键材料与技术专利较难突破,二来利润较薄,而且做得好也很难吸引到投资人的眼光,以致于供应链对于此类料件的自研兴趣缺乏。而这也就造成产业中的关键供应环节被海外供应商把持,在面临类似中兴的被制裁时,只能恐慌无助,没有办法应对。


DeepTech深科技


自从美国对中兴通讯实施新的制裁措施以后,芯片这一陌生的字眼成为中国媒体最热门的词汇,人们都在探讨芯片究竟怎么了,成为某些大国遏制中国崛起的一个工具。
2013年以来,中国每年需要进口超过2000亿美元的芯片,而且连续多年位居单品进口第一位,2017年更达到历史新高:2601亿美元。芯片进口已经超过石油成为最大进口项目,因此国家也十分重视。中国核心集成电路国产芯片占有率多项为0,贸易逆差高达1657亿美元
2014年6月,国家斥资1200亿元人民币成立集成电路发展基金,支持中国集成电路的发展。2015年,国务院发布《中国制造2025》:2020年中国芯片自给率要达到40%,2025年要达到50%。也就是超过美国位列世界第一。
不仅国家重视,一些企业也十分重视芯片的国产化,典型的就是华为,华为发布了自主设计的10纳米人工智能芯片麒麟970,小米手机搭载高通10纳米骁龙835处理器、iPhoneX搭载10纳米A11芯片上市。
但是我们不可否认,中国芯片与世界其他国家相比依然有不小的差距,赛迪研究院数据统计,在2017年世界前20半导体企业中,美国企业占了13家,在中国市场销售额合计是667亿美元。其中,高通、博通、美光有一半以上的市场销售额是在中国实现的。中国芯片主要集中在中低端,像24纳米级。
实际上目前高端芯片主要被美国日本韩国台湾等少数超级大企业垄断,尤其是韩国三星和高通博通更是行业的翘楚。
芯片领域最关键的高性能CPU和GPU(图形处理器)领域,媒体引述=专家的话中国要赶上美国估计需要5~10年,而且要投入上万亿美元的研发费用。
中国发展高端芯片一个关键障碍就是光刻机,荷兰ASML公司是业内 的翘楚,不仅价格昂贵,高达亿美元,更为难堪的是不是有钱就能买到,出口受到严格技术管制。

杜坤维


现状就是很不怎么样。

我们的芯片事业受到了全社会的关注是因为什么?正是因为中兴事件。没了美国芯片的中兴现在休克了,我们突然发现自己的芯片几乎是一片空白。

2017年,我国进口的芯片总价值达到了2601.4亿美元。占到了全世界的68.8%。而整个市场的销售额才4100亿美元出头。

这是去年前十大半导体厂商(不包括代工厂)。显而易见,大部分都是美日韩厂商。我国似乎只有华为的海思能排进榜单的前二十,而且即便是前二十也是摇摇欲坠的。这就是我们目前的处境,几乎什么都不能制造,什么都有赖于进口。


当然,我们现在已经缓过神来了,国家已经开始投资,大力发展芯片产业。但这种发展并不是一朝一夕就能完成的。三星花了整整三十年才成为存储器领域的霸主,这还是在得到美国和日本援助的情况下。目前我们的一切都是从零开始的,时间可能会更长。乐观的心态只会让我们妄尊自大,我们应该平静的去赶超他们。


看球人


芯片行业当然是面临最大的困难。但同时也要看到,这是中国科学技术行业的机遇。可以想见,当中国的高科技企业不再受制于人时,中国会空前强大。而且,这次贸易冲突也会给其他类型的企业提个醒,尽快研发、掌握本土的核心技术,永远摆脱受制于人的窘境。


思考让上帝发笑


中国芯片行业发展不快,与国际先进水平差距很大。原因在材料丶工艺、技术、检测手段、开发工具都比较落后。或者说多半都是买来的,不是自主研发的。近二三十来已经有所发展与进步。但仍远远落后于其他行业的发展。干这行业的人很辛苦,短期难得见效。因为难度大,科技含量高,成功率低。企业经济效益短期无法实现。不如搞其他行业见效快。而且需要投入的资金量又大。投资者、科技人员、技术工人都宁肯转向赚钱快又不那么辛苦的行业发展。所以几十年来芯片仍然依靠进口。现在国家富强了,民企老板有钱了。芯片仍然被美国佬卡脖子,实在令人痛心。希望国家在芯片这方面加大投入,希望民营企业家们也加大这方面的投入。同时要有前期投入大少赚钱甚至不赚钱的思想准备。在前期三年五载要保证科技人员、技术工人的优厚待遇,不能因为见效漫产品合格率低而亏待他们。时间和经验的沉积是必须的 ,要有十年磨一刽的精神方能成功。中国人一定能成功!


瀛山劲松罗玉林


CPU、GPU、FPGA、DSP、基带芯片、射频芯片、高端交换器路由芯片、高速接口芯片、数模转换芯片、电源管理芯片、光模块等等都是我们差得远的!中国芯片能力差距太大,不要被新闻莺歌燕舞的忽悠!踏踏实实做事吧!


分享到:


相關文章: